Способ электроосаждения марганца Советский патент 1976 года по МПК C25D5/00 C25D3/54 

1

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению марганца.

Известны способы электроосаждения марганца из сернокислых электролитов с тспользованием растворимых (чистый марганец), нерастворимых (графит) 1 и комбинированных анодов (растворимый из марганца, а нерастворимый - сплав свинца с 1% серебра, покрытый сверху плотным елоем двуокиси марганца 2.

Однако использование в качестве материала анода чистого марганца или графита ведет к нарушению состава электролита повышается концентрация ионов марганца и понижается концентрация ионов водорода, в первом случае, и уменьшается концентрация ионов марганца и повышается концентрация ионов водорода, во втором случае, а выход марганца по току в том и другом спучае составляет 82%.

Использование комбинированных анодов характеризуется усложнением конструкции анода, так как их необходимо соединять между собой через сопротивления, с по-

мощью которых производят перераспределение анодного тока; усложнением контроля за процессом - необходимо непрерывно контролировать кислотность электролита и изменять силу тока в цепях растворимого и нерастворимого анодов; сложностью изготовления растворимых анодов из марганца больших размеров, так как ввиду высоких внутренних напряжений и хрупкости металла они растрескиваются и ломаются на куски; необходимостью специального изготовления нерастворимого анода, заключаюшегося в обработке сплава свинец-серебро в электролите марганцевания при повышенных (8О-90 с) температурах.

Выход марганца по току составляет 82%

Цель изобретения - повышение выхода марганца по току.

Для этого в предлагаемом способе в качестве материала анода используют сплав марганца с алюминием с введением в электролит полиакриламида.

Использование в качестве материала анода сплава марганца с алюминием (80% Мп и 2.0% АЕ)) позволяет снизить анодный

выход по току, который для марганцевания значительно превосходит катодный выход за счет расходования части анодного тока на растворение алюминия.

Указанный сплав характеризуется лучшими механическими свойствами по сравнению с чистым марганцем и дает возможность отливать аноды более крупных размеров.

В связи с тем, что электролиз ведут при рН электролита выше 4, то алюминий в электролит переходит в виде гидроокиси, которая, как показали исследования, не оказывает отрицательного влияния на катодны процесс. Напротив являясь адсорбентом, она очищает электролит от возможных примесей, благодаря чему катодный выход марганца по току увеличивается до 90-95%

Однако гидроокись алюминия, являясь мелкодисперсным гелем, вызывает сильно помутнение электролита, который затем трудно отфильтровывается от нее, Для устранения этого действия, к электролиту добавляют 0,05-0,2 г/л полиакриламида, который вызывает коагулещию гидроокиси алюминия.

Предлагаемый способ ведут в электролите, содержащем 30 г сернокислого марганца, 150 г сернокислого аммония, 0,15 г селенистой кислоты, 0,1 полиакриламида и воду до литра нри , температуре 25-30 С, катодной плотности тока 4 а/дм и анодной плотности тока 10 а/дм , а в качестве материала анода используют.сплав марганца с алюминием, содержащий 80% марганца и 20% алюминия.

Электролит стабилен в работе при пропускании 100 а.час/л.

Корректирование электролита производят только по селенистой кислоте.

Катодный выход по току повышается со вре .ленем от 85 до 90%.

По предложенному способу осаждают светлые, мелкокристаллические покрытия, микротвердость их составляет 900 кг/мм внутренние напряжения - 25.10 н/мм , сцепление с основной - 10 кг/мм ,

Для сравнения предложенного и известных способов электролиз проводят с растворимыми, нерастворимыми и комбинированными анодами.

Так, в случае использования нерастворимого анода при прохождении электричества в количестве 6 а.час/л. рН электролита уменьщается с начального его значения 7 до 2, при этом выход марганца по току уменьщается с 82 до 52%, концентрация ионов марганца также уменьшается с 30 до 24 г/л.

В случае же использования растворимого анода из чистого марганца, рН электролита после прохождения такого же количества электричества, быстро возрастает до 8, при этом на дне электролизера появляется осадок гидроокиси марганца серого цвета. Выход по току снижается с 82 до 65-70% Внешний вид покрытия из-за включения гидроокислов ухудшается.

А в случае использования комбинированных анодов, хотя электролит работает стабильно, выход по току повышается только до 83%.

Предложенный способ прост в осуществлнии, позволяет повысить выход марганца по току и стабильность электролита, что приводит к улучщению качества покрытий.

Формула изобретения

Способ электроосаждения марганца из сернокислых электролитов с растворимым анодом, отличающийся тем, что, с целью повыщения выхода марганца по току, в качестве материала анода исползуют сплав марганца с алюминием, с введением в электролит полиакриламида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Справочное руководство по технической электрохимии. Электрометаллургия водных растворов, Металлургия, М., 1966, стр. 197.

2.Сборник Электрохимия марганца, Мецниереба, Тбилиси, 1967, т. 3, стр. 271-285.